Wie man die Kosten eines Atomkraftwerks berechnet

Nachdem die EU anscheinend von massiver Einflussnahme der Atombranche unterwandert wird und daraufhin auch einige Energieblogger das Thema aufgenommen haben, muss ich mich heute auch in diesen Bereich vorwagen. Nachdem schon das Ausrechnen des Stromverbrauchs einer Wärmepumpe guten Anklang gefunden hat, bin ich heute mal so richtig frech und wage es ein Atomkraftwerk nachzurechnen. Das dürfen sonst nur hoch angesehene Institute, denen ich aber nicht immer traue. Nach diesem Artikel sollte jeder selbst entscheiden ob er Atomenergie nun für billig oder teuer hält und ob es klug wäre diese Energieform ZU FÖRDERN! Es ist auch ein kleiner “Back-to-the-roots” Artikel, da es diesen Blog ohne Tschernobyl wohl nie gegeben hätte. Sorry, dass er so lang geworden ist, aber der Inhalt hier wird sonst nur in 30-Seiten langen Studien erklärt, also ist es schon eine starke Verkürzung.

Wie bislang über den Preis von Atomstrom gestritten wurde

Es gab bislang zwei Lager – jene der Atombranche, die ihre komplizierten Berechnungen präsentierten und behaupteten Atomenergie sei billig und die Studien von Greenpeace oder dem DIW, die behaupteten sie sei mordsteuer. Auf Wikipedia unter “Stromgestehungskosten” kann man ebenfalls aus mehreren Studien wählen und dann behaupten es wären 3,5 ct/kWh oder eben 12 ct/kWh. Als Nichtwissenschafter stand man dazwischen und konnte sich aussuchen, wem man nun Glauben schenkte. Ich persönlich habe in der Vergangenheit eigentlich nicht viel Energie in irgendwelche Antiatomartikel verschwendet. Mir ist schon länger klar, dass diese Energieform nicht mehr wirtschaftlich ist und vor allem nicht die Flexibilität hat, die eine dezentrale Energieversorgung braucht. Ich hatte eigentlich darauf vertraut, dass sich das Thema dadurch von selbst erledigt. Jetzt wo aber ernsthaft versucht wird noch mehr Förderungen für diese Energieform aufzustellen und sogar Einspeisetarife verlangt werden, weil sonst eben niemand mehr in diesen Bereich investiert, möchte ich das Thema doch einmal auch öffentlich diskutieren.

Nach dem PV-Gestehungskostenrechner kommt jetzt der Atomkraft-Gestehungskostenrechner

Wer mich kennt, weiß, dass ich sowas wie ein Gestehungskostenfreak bin. Ich mag Klarheit und bei meiner Wahrheitssuche in der verwirrenden Welt der Energie ist das der einzige Kompass, den ich bislang gefunden habe. Letztes Jahr habe ich den Gestehungskostenrechner für Photovoltaik herausgebracht und seit einigen Monaten arbeite ich daran den Wärmepreis oder die Wärmegestehungskosten für Solarthermie auf eine ähnliche Art und Weise herauszuarbeiten, da ich denke, dass dies der Schlüssel für die Technologie ist. Es gibt bereits Anlagen die zu konkurrenzfähigen Preisen produzieren, aber aufgrund des Perfektionismus so mancher Wissenschafter und Planer, die meinen, dass der Wärmepreis von Solarthermie nicht so leicht zu ermitteln sei, weiß davon aber leider noch niemand. Ich erwidere darauf gerne, dass man schlichtweg Annahmen treffen müsse, und ob sie eigentlich wüssten wie der Strompreis bei Atomkraftwerken ermittelt würde. Da ist es ebenso schwierig die Produktion und Nachfrage über 60 Jahre zu ermitteln und trotzdem werden hier in Studien Zahlen in den Raum gestellt, die dann für die ganze Welt und für Jahrzehnte zu gelten haben und vor allem im Nachhinein nur selten auf ihre Richtigkeit überprüft werden, was zugegebenermaßen auch schwierig ist, weil es noch kein Endlager gibt, das bis zum St. Nimmerleinstag durchfinanziert ist, aber darauf werde ich auch noch eingehen. Deshalb und weil mich das einfach interessiert, zeige ich wie die Gestehungskosten eines Atomkraftwerkes vermutlich berechnet werden. Sie werden wie alle anderen Energieformen mit der LCOE-Formel berechnet.

Abhängigkeiten von Forschungsinstituten reduzieren

Wie bei der Photovoltaik wo es mir ein Dorn im Auge war, dass die “aktuellen” Gestehungskosten meist mit einem Jahr Verspätung veröffentlicht wurden (die Wissenschaft verlangt eben furchtbar lange Reviewperioden wodurch die Ergebnisse meist schon outdated sind, bevor sie veröffentlicht werden…) und ich die Möglichkeit haben wollte Echtzeitdaten zu haben, hat es mich ebenso schon ewig geärgert, dass ich den Aussagen und Studien über Atomenergie ausgeliefert bin, wenn es darum geht, die Kosten von Atomkraft zu beziffern. Deshalb habe ich versucht die Atomgestehungskosten mit meinem Gestehungskostenrechner für Photovoltaik nachzurechnen und musste mit Verblüffen feststellen, dass ich bei der Eingabe der Ergebnisse einer der ausführlichsten Studien zu dem Thema von Prognos, auf dasselbe Ergebnis komme. Ich gehe also davon aus, dass sie ebenfalls diese LCOE-Formel verwenden. Keine Angst, sie sieht komplizierter aus als sie ist und Dank Excel leicht händelbar!

Atomkraftwerk selber ausrechnen lautet die Devise

Nach einer langen Einleitung ist es soweit. Ich möchte euch daran teilhaben lassen und wir rechnen gemeinsam ein Atomkraftwerk in verschiedenen Varianten aus. Bitte auch im Hinterkopf behalten: Dies ist ein Blog und kein wissenschaftliches Journal, ich möchte hier nur öffentlich meine Gedanken teilen und sollte ich einen Fehler gemacht haben, wird mich im Kommentarfeld jemand darauf hinweisen und ich werde es ändern. So wie sich das für einen Blog gehört! Gleichmal vorweg – das Ergebnis ist wenig überraschend sehr leicht manipulierbar, je nachdem welche Annahmen ich tätige. Für mich wichtig ist deshalb, dass die Annahmen ganz klar sind und vor allem jeder für sich entscheiden kann, welche Annahmen man trifft.

Folgende Annahmen wurden in der Studie getroffen

Die Studie, die ich ich für die Vergleichsberechnungen herangezogen habe, wurde im Auftrag des Deutschen Bundesamtes für Strahlenschutz durch das Schweizer Unternehmen Prognos durchgeführt. Da Schweizer ja die Neutralität für sich gepachtet haben und eben selbst ein Atomland sind, würde ich die Studie jetzt mal als sehr neutral einschätzen. Sie verfolgte das Ziel, eine realistische Einschätzung der künftigen weltweiten Nutzung der Kernenergie bis zum Jahr 2030 vorzunehmen. Leider ist alles in Schweizer Franken ausgerechnet. Damit man die Zahlen mit der Studie direkt vergleichen kann, lasse ich es in der Studie auch in CHF und wandle das Ergebnis anschließend in € um.

AKW Typ	EPR	European Pressurized Water Reactor - Druckwasserreaktortechnolgie
Leistung	1600 MWel	1,6 GWel scheint eine gängige Größe derzeit zu sein.
Gesamtwirtschaftlicher Zinssatz	2,5%	So einen Begriff gibt es nicht wirklich. Laut LCOE-Formel ist das der WACC und bei der PV werden hier 4,4 % angenommen, was einen riesigen Unterschied macht.
Lebensdauer	60 Jahre	Das ist ein sehr wichtiger Punkt um die Ergebnisse zu verstehen
Vollaststunden	7600 h/Jahr	Wie viele Stunden im Jahr der Reaktor bei voller Leistung läuft. Es sagt nichts darüber aus ob die Energie in allen 7600 Stunden gebraucht wird.
Investitionskosten	CHF 3350,-/kWel = CHF 5,3 Mrd.	Diese Werte sind noch aus 2008, mittlerweile sind die Rohstoffpreise wieder deutlich gestiegen.
Betriebskosten	CHF 100,-/kW/Jahr = CHF 160 Mio./Jahr	Bandbreite bis ca. 120,-/kWel/Jahr
Stillegungskosten	CHF 575,-/kWel CHF 920 Mio.	Bandbreite von 300-1100,-
Brennstoffkosten	CHF 5,8/MWhel 70 Mio./Jahr	Uranpreissteigerungen haben laut Studie nur einen geringen Einfluss
Entsorgungskosten	CHF 8,5/MWhel 103 Mio./Jahr ca. 6,2 Mrd. über die Laufzeit	Bandbreite +/- 35%
Nachrüstungskosten	CHF 840,-/kWel ca.CHF 1,3 Mrd.	Bandbreite 300-1300,-/kWel

Wenn ich nun diese Werte in den Gestehungskostenrechner eingebe, komme tatsächlich auf dasselbe Ergebnis wie Prognos.

3,8ct/kWh oder € 38,-/MWh nach herkömmlicher Berechnung aus 2008

Da ich die Stilllegungskosten und die Nachrüstung in die Gesamtinvestitionskosten einrechnen musste, hätte ich nicht gedacht, dass wirklich genau das gleiche Ergebnis wie bei der Studie rauskommt und eigentlich nur gehofft in eine ähnliche Größenordnung zu kommen und bin natürlich happy, dass es so genau stimmt. Jedenfalls muss man die 3,8 ct durchaus als günstig bezeichnen. Die angenommenen Werte darf man aber ebenfals als “günstig” aber durchaus realistisch für 2008 einschätzen. Interessanterweise gehen Atomkraftbefürworter noch immer mit dieser Zahl hausieren, obwohl sich seit 2008 so einiges geändert hat. Die Erstellung fand ja sicher vor der Finanzkrise statt und wir werden sehen, dass gerade dieser unscheinbar anmutende Punkt: “Volkswirtschaftlicher Zinssatz” eine sehr wichtige Rolle spielt.

Die große Unsicherheitsfaktoren: Bau, Stillegung, Endlager, Finanzierung

So, nachdem ich überprüft habe, ob ich mit meinem Rechner auch ein AKW nachrechnen kann, ist es nun recht einfach die einzelnen Parameter zu verändern. Einige Punkte haben nämlich mehr Einfluss als die anderen und auch wenn in der Studie eine Sensivitätsanalyse durchgeführt wurde, bleibt für die unkritische Masse doch nur das Endergebnis von den 3,8 ct/kWh übrig, ohne es weiter zu hinterfragen. Vor allem der sogenannte volkswirtschaftliche Zinssatz wie ihn Prognos nennt, der vermutlich der WACC (Weighted Average Cost of Capital) ist, wird gern als Fremdkapitalzinssatz verkannt. Die 2,5% sind definitiv nicht alleine der Fremdkapitalszinssatz, sondern das Ergebnis einer relativ komplizierten Formel. Ich konnte bei meiner Berechnung nur Vermutungen anstellen welche Parameter da mitgespielt haben.  Die 2,5% sind jedenfalls extrem niedrig.

Für die neue Berechnung ändere ich nur folgende Punkte:

• Volkswirtschaftlicher Zinssatz (WACC): 4,4 % wie auch bei PV-Großkraftwerken derzeit üblich.
• Stilllegungskosten: Den oberen Wert der Bandbreite von CHF 1100,- statt 575,- da 900 Mio. für die Stillegung eines AKW’s schlichtweg nicht mehr realistisch sind. Mit dem oberen Wert ist man bei 1,7 Mrd. und selbst das ist vermutlich zu wenig. Greifswald hat alleine bis 2005 2,5 Mrd. verschlungen.
• Volllaststunden: Im neuen Energiezeitalter braucht es keine Kraftwerke, die durchgehend laufen und Strom produzieren wenn ihn keiner braucht. In Zukunft braucht es gute Regelkraftwerke, die das Netz auch stabilisieren können. 7600 Stunden am Netz zu sein, wird es im zukünftigen Energiedesign nicht mehr spielen. Um zu zeigen welche Auswirkungen eine geringere Volllastzeit hat, setze ich die Volllaststunden auf 5000.

€ 7,7 ct/kWh oder € 77/MWh nach nur drei kleinen Änderungen

Alleine diese drei kleinen Drehschrauben haben die Gestehungskosten verdoppelt und sie liegen nun € 77/MWh statt 38,-/MWh. Das ist schon ein gewaltiger Unterschied und dabei wurde noch nichtmal viel geändert. Jetzt interessiert mich noch was passiert wenn man die Werte der oberen Bandbreite der Studie eingibt.

€ 11,43 ct oder € 114,-/MWh kostet Atomstrom noch OHNE EXTERNE KOSTEN

Jetzt wird’s spannend. Hier nun die Berechnung bei denen ich die oberen möglichen Werte für die einzelnen Posten eingesetzt habe – in der Tabelle oben ist auch die Bandbreite für die Werte angegeben. Sie wurden in der Studie in einer für Laien sehr schwer verständlichen Sensitivitätsanalyse versteckt.

Mit diesen Werten bei denen es starke Aufschläge beim volkswirtschaftlichen Zinssatz und einiges mehr für die Stillegung und Nachrüstung eingeplant wird, sind es satte € 11,43 ct/kWh und damit eine Punktlandung auf den Wert für eine vermeintlichen Einspeisetarif für Atomenergie (11,5 ct/kWh)! Bin gerade wirklich beeindruckt von meinem Tool. Man will sich mit dem Tarif also einfach einen Risikoaufschlag zahlen lassen und dabei sind externe Kosten noch nichtmal berücksichtigt. Dieser Wert ist tatsächlich schon heute mit Photovoltaikanlagen und noch einfacher mit Solarthermieheizwerken erreichbar, es wäre also wirklich mehr als fahrlässig, diese teure Technologie, die mit ihren Anforderungen so gar nicht in ein erneuerbares Energiesystem passt (keine Flexibilität und alte, schwache Stromnetze) noch weiter zu fördern. Ein Einspeisetarif sollte nur dann gewährt werden, wenn es die Möglichkeit gibt, langfristig Kostensenkungen zu erreichen und davon kann nun wirklich nicht die Rede sein.

Wir halten fest:

Atomkraft nur “billig” wenn

• sie ununterbrochen 60 Jahre lang durchlaufen kann, auch wenn gerade kein Strom gebraucht wird (wird auch hier gut erklärt)
• sie auf 60 Jahre gerechnet wird (wenn ich das bei Solarthermie oder PV mache (was mit Nachrüstung kein Problem ist) komm ich auf unglaublich niedrige Zahlen. Sobald ich die Anlage aus welchem Grund auch immer früher abschalten muss ist die Rechnung dahin.
• die Abbaukosten mit nur einer Milliarde beziffert sind (Der Abbau von Greifswald hat bis 2005 2,5 Mrd. gekostet und wird mit 5-7 Mrd. angenommen)
• Die Finanzierung zu Dumpingpreisen passiert (Volkswirtschaftlicher Zinssatz von 2,5% geht nur mit staatlicher Unterstützung)
• Die Kosten beim Bau nicht explodieren wie in Finnland.
• Die Kosten für die Endlagerung 6 Mrd. nicht übersteigen. Sogar in der Studie wird erwähnt, dass erst 2025 damit gerechnet wird einen Lagerplatz für hochradioaktives Material gefunden zu haben.
• und natürlich kein Unfall passiert (Die Kosten des Erdbebens von Fukushima werden derzeit mit 310 Mrd. wovon mit ca. 150 Mrd. der Atomunfall beziffert wird, womit man bei Gestehungskosten von um die € 2,-!!!/kWh wäre, also das 50!!!-Fache des propagierten Preises.
• Grob gesagt nicht mehr Kosten für den Abbau als für den Aufbau gebraucht wird, was aber wirklich nicht so einfach scheint.
• Diese Liste könnte noch im viele weitere Punkte erweitert werden – you get the idea.

Fazit: Ohne gewaltige Finanzspritze der öffentlichen Hand und demnach der Gesellschaft ist die Atomkraft tot. Mein persönliches Trendbarometer namens Google sieht das übrigens auch so.

Gratulation falls Sie bis ans Ende dieses Artikels gekommen sind. Ich hoffe es ist jetzt klarer, dass eine Aussage darüber wie viel Energie kostet nicht immer einfach ist und immer hinterfragt werden soll. Es sollte aber auch ein Aufruf an die erneuerbare Branche sein, sich auch endlich diesem Thema zu widmen und sich der Kostenfrage stellen, nur so kommt Transparenz in den Markt und es wird klar, dass Erneuerbare mittlerweile die billigere Alternative sind. Solange ich die Annahmen kommuniziere, ist das Ergebnis nachvollziehbar, blöd ist’s nur, wenn das wie in der Atomenergie dogmatisch angesehen wird und dann manche Leute jahrelang mit einer Zahl hausieren gehen, die schon lange nicht mehr stimmt. Mir ist jedenfalls seit heute klarer warum es in Europa ohne Förderung keine neuen Atomkraftwerke geben wird und es sollte einen lauten Aufschrei geben, wenn das wirklich kommt. Hier vertraue ich aber doch auf ein vernünftiges politisches System. Teure Energie in frühestens 15 Jahren (das ist ungefähr die Bauzeit) kann nicht die Lösung für die derzeitigen Herausforderungen sein.

Wer mir das alles nicht glaubt, soll es mit der Formel einfach selber nachrechnen. Ich kann das Excel hier leider nicht einbauen. Wer es mit meinem Tool nachrechnen will, kann mir gerne ein Mail an office @ blog.paradigma.de schreiben und ich schick euch das File zu, wenn ihr mir kurz sagt, wofür ihr es verwenden wollt.

Hier noch ein paar wichtige Links:

• Prognos Studie – Kosten neuer Kernkraftwerke
• DIW: Kosten für Atom unter-, für EE überschätzt
• The cost of German solar versus nuclear
• EON und RWE kippen AKW-Pläne
• Die Franzosen zweifeln an Atomkraft
• Ein AKW um jeden Preis
• EU considers state-aid for nuclear
• French government puts price tag on nuclear desaster

Foto: Henriette_Holzwurm / photocase.com